开槽盘式磁力耦合器电磁转矩理论分析

对于开槽盘式磁力耦合器输出转矩的求解,提出了一种能够考虑磁路中各支路差异性以及相互作用的等效磁路法。导体转子采用的开槽形式,使得磁路中永磁体对应的气隙、导体和齿槽组成的支路并不相同,各支路的具体形式和内外转子相对位置有关;所提方法考虑各永磁体块所对应不同支路对电磁转矩的影响,并把整个磁路作为一个整体进行求解,考虑了各支路间的相互作用,提高了开槽盘式磁力耦合器输出转矩的计算精度。最后,利用所提方法对磁力耦合器不同滑差率、不同极弧系数和不同开槽比下的输出转矩进行了预测,并通过三维有限元分析和实验进行理论验证。经验证,所提方法能够满足工程应用的准确性要求。

温度影响下的开槽盘式磁力耦合器调速特性

针对温度影响下盘式磁力耦合器调速问题,以一台6对极16槽的开槽盘式磁力耦合器为研究对象,基于矢量磁位法,结合修正三维端部效应的卡特系数并考虑温度对永磁体剩磁的影响,依据磁力耦合器轴向介质不同与导体盘轭铁和铜导体交替排列的结构,推导出其整体的电磁转矩公式。再分别建立恒转矩负载、二次方率负载和恒功率负载工况下的调速关系解析模型。通过有限元模拟分析,确定了不同温度、不同气隙下的开槽盘式磁力耦合器在3种不同负载工况下的调速范围与调速特性。最后,搭建试验平台进行调速性能试验,将不同负载工况下磁力耦合器电磁转矩与输出转速的理论、仿真、实验值三者进行对比,结果表明理论模型有较高的准确性,为开槽型磁力耦合器在调速系统中的智能调控提供了理论依据。

筒式实心磁力耦合器的电磁转矩计算与传动特性

为计算筒式实心磁力耦合器(Drum-typeSolidMagneticCoupler,DSMC)的电磁转矩,研究其传动特性,以一台4对极DSMC为研究对象,建立了引入感应电流的等效磁路模型,结合安培环路定律并考虑三维端部效应,推导出耦合器的电磁转矩计算式;运用有限元仿真软件,得到耦合器的磁场分布和感应电流分布及不同输入转速下的机械特性曲线;通过轴向移动导体转子,改变两个转子的相对位置,得到不同啮合长度对电磁转矩的影响规律。最后,搭建试验平台对电磁转矩的理论计算及有限元仿真结果进行试验验证,所得试验结果与分析结果基本一致。该模型为DSMC的设计与优化提供了指导。

盘式实心磁力耦合器气隙磁场分布及转矩分析

针对一台9对极盘式实心磁力耦合器,为研究其气隙磁场分布及转矩,引入层理论模型,将磁力耦合器划分为非导电区域和导电区域两部分,推导二维标量磁位法,求解非导电区域的标量磁位和导电区域的磁场强度,同时引入卡特系数进行校正,推导出盘式实心磁力耦合器的气隙磁密和输出转矩公式;然后,通过有限元软件模拟得到磁力耦合器的三维气隙磁场分布、涡流分布和输出转矩,并分析了不同工作参数对输出转矩的影响;最后,搭建三维气隙磁场测量试验平台和传动试验平台进行三维气隙磁场和转矩的试验,所得试验结果与理论计算结果、仿真结果基本吻合。结果表明,推导的气隙磁密和输出转矩公式具有较高的准确性,为进一步研究盘式实心磁力耦合器的传动特性提供参考。

开槽盘式磁力耦合器径向不对中时传动性能分析

为了研究开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的传动性能,以等效磁荷理论为基础,将运动中切割磁力线产生磁场的铜导体涡流区域等效成永磁体,结合库伦定律,建立开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的输出转矩计算模型;通过有限元软件对开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的磁感应强度、铜层功率损耗、输出转矩进行有限元分析,确定了耦合器径向不对中量所允许的最大值。研究结果表明,随着径向不对中量的增大,磁力耦合器工作过程中的感应磁场减小,从而引起耦合器最大磁感应强度增大,铜层功率损耗以及输出转矩逐渐减小;同时,二者随时间变化的曲线波动也越来越显著,当径向不对中量不超过6 mm时,开槽盘式磁力耦合器工作过程中依然能够保证较为准确地输出转矩,其转矩波动也相对稳定。

开槽盘式涡流耦合器调速理论分析

针对开槽盘式涡流耦合器调速特性,运用安培定律推导出感应涡流产生的感应磁场的表达式;将感应磁场引入等效磁路模型,结合基尔霍夫定律推导出电磁转矩的计算公式;并将电磁转矩公式分别与恒转矩负载和二次方率负载表达式联立,得到相应负载工况下的调速关系理论公式。运用三维有限元仿真和实验对所提出的调速理论模型进行验证,结果证明,所提出的理论模型在气隙长度较小的情况下具有较好的准确性。

侧边正弦形调磁极片磁力齿轮的齿槽转矩分析

为了减小磁力齿轮的齿槽转矩,削弱工作时的转矩波动,使磁力齿轮拥有更高的传动效率,应用于更多场合。在分析了磁力齿轮齿槽转矩的形成过程及波形变化趋势提出了一种侧边正弦形调磁极片结构。首先,对侧边正弦调磁极片中能影响齿槽转矩大小的结构参数进行设定;其次,模拟分析设定的调磁极片结构参数对齿槽转矩大小影响的具体趋势,得出调磁极片开槽率、调磁极片径向厚度和正弦曲线幅值对磁力齿轮齿槽转矩大小影响的曲线图,并将传统的扇形与侧边正弦形调磁极片进行对比。根据仿真模拟得到的最佳参数制作了样机,并通过实验验证了在一定输入转速和负载下,磁力齿轮应用侧边正弦形调磁极片相对于扇形调磁极片的输入转矩波动减小了14.67%,输出转矩波动减小了4.80%。实验结果表明,侧边正弦形调磁极片可有效减小齿槽转矩,削弱转矩波动,提高了磁力齿轮的传动效率和使用寿命。

临床试验期中分析中不同样本空间排序方法矫正效应高估的比较

目的:比较逐段(SW)排序法、似然比(LR)排序法和极大似然估计值(MLE)排序法对临床试验中成组序贯设计期中分析效应高估的矫正效果。方法:使用SAS 9.4生成正态分布资料模拟数据集,模拟期中分析,采用中位无偏估计值(MUE)及其95%CI下限评估3种样本空间排序法的矫正效果。采用一项已上市的随机对照临床试验进行验证。结果:与SW排序法相比,LR排序法和MLE排序法的MUE及其95%CI下限更接近真实值。结论:对于正态分布数据,LR和MLE排序法能更好地矫正临床试验期中分析的效应高估。

高强度间歇运动在急性冠状动脉综合征患者心脏康复中的研究进展

急性冠状动脉综合征(ACS)患者的死亡率仍呈逐年上升趋势,已成为我国重大的公共卫生问题。运动康复作为心脏病患者院外康复的重要组成部分,可在药物治疗的基础上进一步降低患者死亡率。既往研究已证明高强度间歇训练(HIIT)对心力衰竭、稳定性冠心病以及高血压等慢性心血管疾病的作用较步行、慢跑等中等强度持续性有氧训练(MICT)更加有效且高效,且具有较高的安全性。最新研究显示,HIIT还可较MICT更加显著地降低ACS患者的血小板反应、减轻心肌缺血再灌注损伤、增加患者运动依从性,且不增加血栓不良事件及恶性心律失常风险,有望成为ACS患者院外心脏康复策略中运动处方的重要内容。

盘式异步磁力联轴器传动特性

针对一台新型18极16槽盘式异步磁力联轴器，为研究其传动特性规律，首先以层理论模型为指导分析得出联轴器的转矩理论计算方法；然后通过有限元分析得出三维瞬态气隙磁场的分布以及不同工作参数对转矩传递的影响；最后通过三维磁场测量系统和传动试验台进行不同工况下的三维瞬态气隙磁场和转矩的实测，并得出不同工作参数与转矩、效率的关系曲线。仿真和试验结果都表明，联轴器中最大磁密出现在永磁转子上，磁转子背部的轭铁处磁密也较大：轴向分量为气隙磁密的主要分量，气隙厚度的减小使得轴向磁密以及转矩都会增加；随着转差率的增加、输入转速的增大，联轴器传递转矩也会增大，但轴向磁密却减小；当输出转矩增加时，转差率在一定范围呈线性平缓增加而后急剧上升，而传递效率却先上升后下降，且当转差率为3％时，效率达到最大；在给定转差率为6％时，输入功率的增加对联轴器的传动效率几乎无影响，效率基本保持在94％左右，从而验证转差率和效率之和满足常数1的规律；当输出转矩为26-48N·m时，传递效率始终保持在95％左右，此时转差率范围为2％～6％，证明盘式异步磁力联轴器能够在一定负载工况下高效运行，具有很好的传动特性。

高性能磁力齿轮传动扭矩与效率的数值计算

为了获得高性能磁力齿轮的传动扭矩和效率等性能参数,利用Maxwell 2D软件对其进行静态、动态有限元模拟计算。计算出内磁转子、外磁转子以及调磁极片的静态扭矩;定义内、外磁转子分别以对应的转速运行,得出其功率损耗,进而得到其扭矩损耗;定义了磁力齿轮的3种运行方式,根据静态扭矩以及扭矩损耗的结果,推算出各种运行方式下效率的计算公式并分析其变化规律。分析的结果可以为磁力齿轮的设计制作提供依据。

可调速异步盘式磁力联轴器性能参数计算

提出一种具有新型结构的可调速异步盘式磁力联轴器,其从动盘导体采用深槽齿形结构,通过主从动盘之间的气隙长度的变化来改变磁场强度,从而实现速度的调节。该联轴器可应用在一些大转矩、大振动的机械装备中以避免振动,或实现电机在负载时的软启动。对该磁力联轴器结构与主磁路特点进行了分析,对一台9对极16槽的深槽式异步磁力联轴器进行三维静态、瞬态有限元模拟分析,获得了该磁力联轴器的磁场分布、电流分布情况;并对其转矩、功率损耗以及轴向力等性能参数进行计算,得出它们在瞬态情况下随时间变化的曲线。

调磁式异步磁力联轴器三维气隙磁场研究

针对一台14对极21个调磁极片的调磁式异步磁力联轴器,为研究其气隙中永磁磁场与调制磁场的空间分布规律,利用有限元模拟的方法,得出静态与瞬态下三维气隙磁场的分布及周期性;基于等效面电流法,采用Matlab软件进行离散化编程求解,得到外气隙永磁磁场沿径向、周向及轴向的三维空间分布及周期性;采用多维高精度数字化测磁装置对联轴器的永磁磁场及调制磁场进行两种不同方案的三维测量。结果表明,永磁磁场与调制磁场均呈现周期性分布,其周期数分别为14、7;瞬态下气隙磁场的磁感应强度幅值大于静态时的幅值;气隙磁场存在端部效应,气隙磁场径向与周向分量的端部磁场小于中间磁场,轴向分量则相反;测量结果与模拟结果、解析结果具有很好的一致性。

深槽鼠笼异步磁力联轴器瞬态气隙磁场有限元分析

为得到深槽式鼠笼异步磁力联轴器工作时的扭矩变化情况,对其瞬态气隙磁场进行了模拟研究.基于对磁力联轴器的瞬态理论分析,借助Ansoft对影响深槽式鼠笼异步磁力联轴器瞬态气隙磁场的主要因素:永磁体磁极数、永磁体厚度、气隙厚度、内转子槽数以及槽的长宽比(槽深与槽宽的比值)进行了二维和三维模拟分析,并通过试验验证了三维模拟分析的正确性.结果表明:在一定的外形尺寸条件下,取磁极数为14极,永磁体厚度为8 mm,槽数为24槽,槽的宽长比0.42时,输出转矩达到最优;在宽长比中槽深对转矩值的影响较为显著,当槽深为18 mm时,达到最大输出转矩.该结果对深槽式鼠笼异步磁力联轴器的进一步优化具有指导意义.

高性能同轴式磁力齿轮结构设计与实验研究

为了改善磁力齿轮的扭矩传递能力,研究了一种采用鼠笼式调磁装置的同轴式磁力齿轮。通过建立磁力齿轮的瞬态分析有限元模型,模拟分析得到内外气隙长度、永磁体厚度和长径比等结构参数对其传递扭矩能力的影响规律曲线,并得出了机构参数的优化值,模拟了该参数下磁力齿轮的运行情况。基于优化值制作实验样机进行实验研究,实验结果表明,采用此种调磁极片能够实现定传动比传动并能传递一定的扭矩。实验结果与模拟分析具有相似性,表明优化的结构参数能够保证磁力齿轮扭矩传递能力。

鼠笼转子磁力联轴器空载气隙磁场有限元分析

为得到鼠笼转子异步磁力联轴器内部磁场的直观分布情况,首先给出了空载磁场理论分析,其次运用ANSYS软件对影响该磁力联轴器气隙磁场的主要因素:磁极数、永磁体厚度、内转子槽数、槽宽和槽深进行了模拟分析.结果表明当磁极对数为14极,永磁体厚度为8mm,槽数为24槽,槽宽为8mm,槽深为18mm,在安装允许的范围内气隙长度为最小时磁力联轴器的气隙磁密最大.鼠笼转子异步磁力联轴器的有限元分析方法为该类联轴器的结构优化设计提供了一种新思路.

激光冲击金属板料变形的最小激光能量估算及其实验研究

介绍了激光冲击板料变形的机理和冲击波产生的原因,提出了激光冲击板料变形中激光-能量转换体-靶材系统的爆轰波压力估算式。根据此压力估算式和材料的动态屈服强度,对激光冲击板料变形中所需的最小激光能量进行了估算,板料厚度为0.5 mm,约束凹模孔径Φ20 mm,在光斑直径6 mm,脉宽25 ns条件下的不锈钢靶材变形所需的最低脉冲能量大约为11 J。实验结果表明估算的最小激光能量与板料变形所需的能量阈值基本一致,且板料变形量随激光能量的增加呈非线性增大。最小激光能量的估算以及能量与板料变形的实验研究为板料变形的精确控制和预测提供了理论依据。

双层实心异步磁力联轴器的涡流和传动特性分析

为了解双层实心异步磁力联轴器负载运行时的状态,该文采用有限元软件对其进行瞬态分析,得出了磁力联轴器在负载下的涡流分布情况以及扭矩传动特性,分析表明:铜层上涡流呈现涡旋状分布,涡流的回路数可以按磁极数等分为14个回路;内转子上沿径向由轴孔到铜层外边界,涡流密度先是基本不变,然后逐渐增高,在铜层外表面达到最大,从而验证了涡流的集肤效应;沿铜层周向涡流呈周期性变化,周期数为永磁体的磁极对数,且以1对磁极为1个变化周期。然后研究了不同参数对异步磁力联轴器特性的影响,得到了初步的优化设计方案。永磁体的厚度可以选择9～11mm,永磁体磁极对数选择8对极;铜层厚度可在2～5mm范围内选择,铜层轴向长度与永磁体轴向长度之比在1.025～1.1范围内选择较为合适。最后,通过试验得出扭矩随转差率和输入转速的增加而增加,验证了模拟分析结论的正确性,为大功率下的磁力联轴器结构尺寸的选取提供依据。

鼠笼转子异步磁力联轴器磁场的有限元瞬态分析

为了获得鼠笼转子异步磁力联轴器负载运行时的状态,运用Ansoft公司开发的Maxwell 2D软件对其进行有限元瞬态分析,得到磁力联轴器瞬态磁力线、涡流密度分布以及扭矩.分析表明磁力联轴器内外转子的转速差改变了磁场分布,且使得内转子导条上产生较大的涡流,同时能够平稳地输出扭矩.对分析结论进行了试验验证,得出用Maxwell 2D进行瞬态分析获得的扭矩值精确度为70%~85%,且可以利用端部系数和摩擦系数进行修正.结果表明,运用Maxwell 2D对磁力联轴器进行瞬态分析具有可行性和实用性.

可调速异步盘式磁力联轴器的转矩计算及其影响因素分析

为研究可调速异步盘式磁力联轴器的参数对转矩的影响,采用有限元方法进行三维磁场数值计算,得出了磁力联轴器在静态和瞬态下气隙的三维磁场分布。并对影响磁力联轴器转矩的关键参数如气隙长度、永磁体厚度、磁极数、从动盘的槽数、槽深以及主动转速等进行了分析。研究结果表明:当在一定的外形尺寸下,取磁极数为18,槽数为16,槽深为15 mm时其转矩最大为20 N.m左右。另外,增加气隙长度会降低联轴器的转矩;在一定的范围内,转矩随着磁极数、从动盘的槽数、槽深的增大先增大后减小,且槽数不能与磁极数相等;转矩随着主动转速先增大后减小,其变化曲线类似于电机的机械特性曲线,可为选择相应的电机转速和磁力联轴器调速提供依据。